DE102011082688B4 - FET relay and test module for testing electrically controllable circuit breakers - Google Patents
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Abstract
FET-Relais mit einem Optokoppler (30) als Steuerschaltung und einer FET-Schaltstufe (40) als Lastschaltung, welche zwei FET-Schalttransistoren (42, 44) umfasst, wobei der Optokoppler (30) eine Koppelstufe (32) aufweist, welche in Abhängigkeit von einem an der Koppelstufe (32) anliegenden Steuersignal (US) einen Ausgangstreiber (34) zur Ansteuerung der FET-Schaltstufe (40) ansteuert, gekennzeichnet durch einen Energiespeicher (ES1) zur Energieversorgung des Ausgangstreibers (34) des Optokopplers (30), welcher zur Reduzierung der Einschaltzeiten Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren (42, 44) der FET-Schaltstufe (40) über den als Gegentaktendstufe ausgeführten Ausgangstreiber (34) schnell auflädt, wobei der als Gegentaktendstufe ausgeführte Ausgangstreiber (34) des Optokopplers (30) die Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren (42, 44) der FET-Schaltstufe (40) schnell entlädt. FET relay having an optocoupler (30) as a control circuit and a FET switching stage (40) as a load circuit, which comprises two FET switching transistors (42, 44), wherein the optocoupler (30) has a coupling stage (32), which in dependence from an on the coupling stage (32) applied control signal (U S ) an output driver (34) for driving the FET switching stage (40) drives, characterized by an energy store (E S1 ) for powering the output driver (34) of the optocoupler (30) which, in order to reduce the turn-on times, quickly charges gate capacitances of the FET switching transistors (42, 44) of the FET switching stage (40) via the output driver (34) designed as a push-pull output stage, the output driver (34) of the opto-coupler (30) designed as a push-pull output stage ) quickly discharges the gate capacitances of the FET switching transistors (42, 44) of the FET switching stage (40).
Description
Stand der TechnikState of the art
Die Erfindung geht aus von einem FET-Relais nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 1 und von einem Testmodul zum Prüfen von elektrisch steuerbaren Leistungsschaltern, welche insbesondere zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln verwendet werden, nach der Gattung des unabhängigen Patentanspruchs 6.The invention relates to a FET relay according to the preamble of
Die Besonderheit der Ansteuerung von Zündkreisen in Personenschutzmitteln liegt in der Bestromung von kleinen ohmschen Lasten in den Zündelementen über längere Kabeldistanzen und den damit verbundenen physikalischen Anforderungen. Derzeit werden separate Funktionsmodule zum Testen bzw. Überprüfen der Zündkreise für Personenschutzmittel wie beispielsweise Airbags verwendet. Hierbei bilden die Funktionsmodule beispielsweise einen ohmschen Widerstandsdraht eines konventionellen Zündelements durch eine über Relais geschaltete Widerstandsdekade mit einer hohen Verlustleistung nach. Zudem können über Relais Kurzschlüsse zu wählbaren Bezugspotentialen, Zündkreisunterbrechungen usw. nachgebildet werden. Außerdem kann ein eingestellter Widerstand der Dekade als Messwiderstand zur Zündstrommessung verwendet werden. Des Weiteren kann der Wert des eingestellten Widerstands über eine entsprechende Ausgabeeinheit angezeigt bzw. ausgegeben werden.The peculiarity of the control of ignition circuits in personal protection devices lies in the energization of small ohmic loads in the ignition elements over longer cable distances and the associated physical requirements. Currently, separate functional modules are used to test or check the ignition circuits for personal protective equipment such as airbags. In this case, the function modules simulate, for example, an ohmic resistance wire of a conventional ignition element by means of a resistor decade connected via relays with a high power loss. In addition, short-circuits to selectable reference potentials, ignition circuit breaks, etc. can be emulated via relays. In addition, a set resistance of the decade can be used as a measuring resistor for ignition current measurement. Furthermore, the value of the set resistance can be displayed or output via a corresponding output unit.
In der Offenlegungsschrift
Offenbarung der ErfindungDisclosure of the invention
Das erfindungsgemäße FET-Relais mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 hat demgegenüber den Vorteil, dass Einschaltzeiten und/oder Ausschaltzeiten unter einer Mikrosekunde realisiert werden können. Durch den speziellen Aufbau des erfindungsgemäßen FET-Relais ist es zudem möglich, Wechselspannungslasten zu schalten. Durch die Auswahl eines geeigneten Optokopplers, welcher die Gate-Kapazitäten der Endstufentransistoren schnell aufladen kann, ist es möglich, Ströme im zweistelligen Amperebereich bei einem gleichzeitig sehr niederen Einschaltwiderstand von ca. 15 mΩ und sehr kurzen Einschaltzeiten und/oder Ausschaltzeiten im Bereich von unter 1 µs darzustellen. Der Optokoppler dient zur Potentialtrennung zwischen einem Steuerkreis und einem Lastkreis. Durch die Potentialtrennung von Lastkreis und Steuerkreis ist es ebenso wie bei elektromechanischen Relais oder Solid-State Relais möglich, mehrere FET-Relais in beliebiger Kombination anzuordnen.The FET relay according to the invention with the features of
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können in vorteilhafter Weise elektromechanische Relais und/oder Halbleiter-Relais (Solid-State-Relais) ersetzen, um extrem kurze Unterbrechungen und/oder niederohmige Kurzschlüsse an beliebigen elektrisch steuerbaren Leistungsschaltern nachbilden zu können, welche insbesondere für Personenschutzmittel verwendet werden. Zudem ermöglicht das erfindungsgemäße FET-Relais eine höhere Messgenauigkeit durch reproduzierbare, alterungsstabile und niedrige Schalterübergangswiderstände sowie reproduzierbare Schaltzeiten im Gegensatz zu herkömmlichen Schaltrelais, welche variierende Prellzeiten und eine alterungsbedingte Varianz der Schalterübergangswiderstände aufweisen. Des Weiteren ergibt sich durch das erfindungsgemäße FET-Relais ein verringerter Energiebedarf durch die Reduzierung der Relaisstellströme.Embodiments of the present invention can advantageously replace electromechanical relays and / or semiconductor relays (solid-state relays) in order to be able to emulate extremely short interruptions and / or low-resistance short circuits on any electrically controllable circuit breakers, which are used in particular for personal protection devices. In addition, the FET relay according to the invention enables a higher measurement accuracy through reproducible, aging-stable and low switch transition resistances as well as reproducible switching times in contrast to conventional switching relays, which have varying bounce times and an age-related variance of the switch contact resistances. Furthermore, the FET relay according to the invention results in a reduced energy requirement due to the reduction in the relay control currents.
Der Grundgedanke der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass ein Energiespeicher eingesetzt wird, um die Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren der FET-Schaltstufe über den Ausgangstreiber schnell aufladen zu können, um die kurzen Einschaltzeiten realisieren zu können. Gleichzeitig ist der Ausgangstreiber als Gegentaktendstufe ausgeführt, um die Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren der FET-Schaltstufe zur Reduzierung der Ausschaltzeiten schnell entladen zu können.The basic idea of the present invention is that an energy store is used in order to be able to charge the gate capacitances of the FET switching transistors of the FET switching stage quickly via the output driver in order to be able to implement the short switch-on times. At the same time, the output driver is designed as a push-pull output stage in order to be able to quickly discharge the gate capacitances of the FET switching transistors of the FET switching stage in order to reduce the switch-off times.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung stellen ein FET-Relais zur Verfügung, welches einen Optokoppler als Steuerschaltung und einen FET-Schaltstufe als Lastschaltung aufweist, welche zwei FET-Schalttransistoren umfasst. Der Optokoppler weist eine Koppelstufe auf, welche in Abhängigkeit von einem an der Koppelstufe anliegenden Steuersignal einen Ausgangstreiber zur Ansteuerung der FET-Schaltstufe ansteuert. Erfindungsgemäß ist ein Energiespeicher zur Energieversorgung des Ausgangstreibers des Optokopplers vorhanden, welcher zur Reduzierung der Einschaltzeiten Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren der FET-Schaltstufe über den als Gegentaktendstufe ausgeführten Ausgangstreiber schnell auflädt, wobei der als Gegentaktendstufe ausgeführte Ausgangstreiber des Optokopplers die Gate-Kapazitäten der FET-Schalttransistoren der FET-Schaltstufe zur Reduzierung der Ausschaltzeiten schnell entlädt. Die FET-Schalttransistoren können als N-Kanal-Feldeffekttransistoren oder P-Kanal-Feldeffekttransistoren ausgeführt werden, sind aber aufgrund der Leistungsklasse vorzugsweise als N-Kanal-Feldeffekttransistoren ausgeführt.Embodiments of the present invention provide a FET relay having an optical coupler as a control circuit and a FET switching circuit as a load circuit comprises two FET switching transistors. The optocoupler has a coupling stage, which activates an output driver for driving the FET switching stage as a function of a control signal applied to the coupling stage. According to the invention, an energy storage device for powering the output driver of the opto-coupler is present, which rapidly charges gate capacitances of the FET switching transistors of the FET switching stage via the output driver designed as a push-pull output driver in order to reduce the switch-on times, wherein the push-pull output driver of the optocoupler executes the gate capacitances of the FET switching transistor FET switching stage quickly discharges to reduce the turn-off. The FET switching transistors may be implemented as N-channel field-effect transistors or P-channel field-effect transistors, but are preferably designed as N-channel field-effect transistors due to the power class.
Vorzugsweise können Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung zur Überprüfung der LV124-Spezifikation für Zündschaltkreise von Personenschutzmitteln verwendet werden.Preferably, embodiments of the present invention may be used to verify the LV124 specification for personal security ignition circuitry.
Ausführungsformen des erfindungsgemäßen FET-Relais können beispielsweise in einem Testmodul zum Prüfen von elektrisch steuerbaren Leistungsschaltern eingesetzt werden, welche insbesondere zum Ansteuern von Personenschutzmittel verwendet werden. Ein solches Testmodul umfasst eine Auswerte- und Steuereinheit, eine Messeinheit und eine Nachbildungsbaugruppe. Hierbei steuert die Auswerte- und Steuereinheit die Nachbildungsbaugruppe in Abhängigkeit von Ausgaben der Messeinheit und von Prüfvorgaben an, um bestimmte elektrische Eigenschaften an Testanschlüssen der Nachbildungsbaugruppe einzustellen. Die Nachbildungsbaugruppe umfasst mindestens ein erfindungsgemäßes FET-Relais zum Einstellen der elektrischen Eigenschaften an den Testanschlüssen. Durch die Auswerte- und Steuereinheit, die vorzugsweise als Mikrokontroller ausgeführt ist, ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Funktionserweiterung in der Steuerung des Testmoduls für die Überprüfung von verschiedenen Zündkreisen für Personenschutzmittel. Zudem kann sich die Möglichkeit zur Mehrfachnutzung von Hardware-Schaltungen für unterschiedliche Funktionen durch eine entsprechende Konfigurierung und Parametrierung ergeben. Des Weiteren kann sich eine Verlagerung komplexer Funktionalität von einer übergeordneten Testsoftware auf die Low-Level Ebene im Testmodul ergeben. Dies ermöglicht eine Vereinfachung der Softwarepflege. Außerdem können neue Testfunktionen eingeführt und dadurch eine höhere Testtiefe bei der Überprüfung der Personenschutzmittel erreicht werden.Embodiments of the FET relay according to the invention can be used for example in a test module for testing electrically controllable circuit breakers, which are used in particular for driving personal protection means. Such a test module comprises an evaluation and control unit, a measurement unit and a replica assembly. In this case, the evaluation and control unit controls the replica assembly in response to outputs of the measurement unit and test specifications to set certain electrical properties at test leads of the replica assembly. The replica assembly comprises at least one FET relay according to the invention for adjusting the electrical properties at the test connections. By the evaluation and control unit, which is preferably designed as a microcontroller, results in an advantageous manner a functional extension in the control of the test module for the review of different ignition circuits for personal protection. In addition, the possibility of multiple use of hardware circuits for different functions can result from a corresponding configuration and parameterization. Furthermore, a shift of complex functionality from a higher-level test software to the low-level level in the test module may result. This allows a simplification of software maintenance. In addition, new test functions can be introduced and thus a higher test depth can be achieved when checking the personal protection equipment.
So kann beispielsweise eine beliebige Anzahl von erfindungsgemäßen FET-Relais als Schaltelemente in einer Hochlastwiderstandesdekade verwendet werden, um eine schnelle Widerstandsänderungen vornehmen zu können.Thus, for example, any number of FET relays according to the invention can be used as switching elements in a high-load resistor decade in order to be able to make rapid changes in resistance.
Durch die in den abhängigen Ansprüchen aufgeführten Maßnahmen und Weiterbildungen sind vorteilhafte Verbesserungen des im unabhängigen Patentanspruch 1 angegebenen FET-Relais und des im unabhängigen Patentanspruch 6 angegebenen Testmoduls möglich.The measures and refinements recited in the dependent claims advantageous improvements of the
Besonders vorteilhaft ist, dass Ausgabeanschlüsse des FET-Relais polungsunabhängig mit einer Lastschaltung verbunden werden können. Zu diesem Zweck werden die Source-Anschlüsse der beiden FET-Schalttransistoren mit einander verbunden und stellen ein gemeinsames Bezugspotential zur Verfügung, wobei die Gate-Anschlüsse der beiden FET-Schalttransistoren mit einander verbunden und zeitgleich vom Ausgangstreiber angesteuert werden, und wobei die Drain-Anschlüsse der beiden FET-Schalttransistoren jeweils einen Ausgabeanschluss des FET-Relais bilden. Daher kann die Lastkreis-Versorgungsspannung in vorteilhafter Weise umgepolt werden. Zudem können auch Wechselspannungslasten geschaltet werden.It is particularly advantageous that output terminals of the FET relay can be connected to a load circuit independent of polarity. For this purpose, the source terminals of the two FET switching transistors are connected to each other and provide a common reference potential, wherein the gate terminals of the two FET switching transistors are connected to each other and simultaneously driven by the output driver, and wherein the drain terminals the two FET switching transistors each form an output terminal of the FET relay. Therefore, the load circuit supply voltage can be reversed in an advantageous manner. In addition, AC loads can also be switched.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen FET-Relais können der Energiespeicher und/oder der Optokoppler und/oder die FET-Schaltstufe so dimensioniert werden, dass am Ausgang des FET-Relais bei einem Einschaltpuls die Einschaltzeitverzögerung im Bereich von 250 bis 350ns liegt, und die Ausschaltzeitverzögerung im Bereich von 450 bis 550ns liegt, und die Anstiegszeit im Bereich von 80 bis 120ns liegt, und die Abfallzeit im Bereich von 70 bis 90ns liegt. Zudem können der Energiespeicher und/oder der Optokoppler und/oder die FET-Schaltstufe so dimensioniert werden, dass am Ausgang des FET-Relais bei einem Ausschaltpuls die Einschaltzeitverzögerung und die Ausschaltzeitverzögerung im Bereich von 450 bis 550ns liegen, und die Anstiegszeit im Bereich von 80 bis 120ns liegt, und die Abfallzeit im Bereich von 70 bis 90ns liegt.In an advantageous embodiment of the FET relay according to the invention, the energy storage and / or the optocoupler and / or the FET switching stage can be dimensioned so that at the output of the FET relay at a switch-on the on-time delay is in the range of 250 to 350ns, and the turn-off delay is in the range of 450 to 550ns, and the rise time is in the range of 80 to 120ns, and the fall time is in the range of 70 to 90ns. In addition, the energy storage and / or the optocoupler and / or the FET switching stage can be dimensioned so that at the output of the FET relay at an off pulse, the on-time delay and the off-time delay in the range of 450 to 550ns, and the rise time in the range of 80 to 120ns, and the fall time is in the range of 70 to 90ns.
In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Testmoduls kann jedes FET-Relais mit einem Pulsgenerator zu einer Schalteinheit zusammengefasst werden, wobei der Pulsgenerator in Abhängigkeit von einem Steuersignal eine Steuerspannung mit einem vorgegebenen zeitlichen Verlauf zur Ansteuerung des FET-Relais erzeugt. Hierbei gibt der Pulsgenerator die gewünschte Pulsform aus. Zusätzlich kann der Pulsgenerator eine Verstärkerstufe umfassen, um die erforderliche Ansteuerleistung zu minimieren. Des Weiteren können Vorwiderstände mit entsprechenden Dimensionierungen vorgesehen werden, um das FET-Relais auch mit anderen Spannungspegeln ansteuern zu können.In an advantageous embodiment of the test module according to the invention, each FET relay can be combined with a pulse generator to form a switching unit, the pulse generator generating a control voltage as a function of a control signal with a predetermined time profile for actuating the FET relay. The pulse generator outputs the desired pulse shape. In addition, the pulse generator can comprise an amplifier stage in order to minimize the required drive power. Series resistors with appropriate dimensions can also be provided in order to be able to control the FET relay with other voltage levels.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Testmoduls kann eine erste Schalteinheit einen vorgegebenen Nachbildungswiderstand überbrücken oder in einen Signalpfad zwischen den beiden Testanschlüssen des Testmoduls einschleifen oder den Signalpfad zwischen den beiden Testanschlüssen des Testmoduls auftrennen. Eine zweite Schalteinheit kann einen minimalen Widerstandswert oder einen maximalen Widerstandswert in einen Signalpfad zwischen den beiden Testanschlüssen einschleifen, wobei der minimale Widerstand einem Drain-Source-Widerstand der FET-Schalttransistoren im leitenden Zustand entspricht, und wobei der maximale Widerstand einem Drain-Source-Widerstand der FET-Schalttransistoren im sperrenden Zustand entspricht. Eine dritte Schalteinheit kann einen ersten Testanschluss mit einem ersten Bezugspotential verbinden und/oder eine vierte Schalteinheit kann den ersten Testanschluss mit einem zweiten Bezugspotential verbinden und/oder eine fünfte Schalteinheit kann einen zweiten Testanschluss mit einem dritten Bezugspotential verbinden und/oder eine sechste Schalteinheit kann den zweiten Testanschluss mit einem vierten Bezugspotential verbinden. Durch die verschiedenen Schalteinheiten können in vorteilhafter Weise die realen Eigenschaften von Zündkreisen für Personenschutzmittel nachgebildet werden. So kann beispielsweise eine abgleichbare Hochlastwiderstandsdekade zur Nachbildung von Widerständen in Airbag-Zündkreisen dargestellt werden und/oder konfigurierbare Einschaltzeitspannen und/oder Ausschaltzeitspannen zur Verfügung gestellt werden, welche über Zeit- oder Spannungskriterien einstellbar sind, um ein reales Verhalten von Airbag-Zündkreisen nachbilden zu können. Außerdem können Kurzschlüsse bzw. Nebenschlüsse der Ausgabeanschlüsse zu verschiedenen Potentialen realisiert werden. Zur Nachbildung von Prellverhalten und Wackelkontakten können Unterbrechungen mit einstellbarer zeitlicher Dauer vorgegeben werden.In a further advantageous embodiment of the test module according to the invention, a first switching unit can bridge a predetermined simulation resistor or loop into a signal path between the two test connections of the test module or disconnect the signal path between the two test connections of the test module. A second switching unit can insert a minimum resistance value or a maximum resistance value in a signal path between the two test connections, the minimum resistance corresponding to a drain-source resistance of the FET switching transistors in the conductive state, and the maximum resistance corresponding to a drain-source resistance corresponds to the FET switching transistors in the blocking state. A third switching unit can connect a first test connection to a first reference potential and / or a fourth switching unit can connect the first test connection to a second reference potential and / or a fifth switching unit can connect a second test connection to a third reference potential and / or a sixth switching unit can Connect the second test connection to a fourth reference potential. The various switching units can be used to advantageously simulate the real properties of ignition circuits for personal protection devices. For example, an adjustable high-load resistance decade can be displayed to simulate resistances in airbag ignition circuits and / or configurable switch-on times and / or switch-off times can be made available, which can be set using time or voltage criteria in order to be able to simulate real behavior of airbag ignition circuits , In addition, short circuits or shunts of the output connections to different potentials can be realized. Interruptions with an adjustable duration can be specified to simulate bounce behavior and loose contacts.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugszeichen Komponenten bzw. Elemente, die gleiche bzw. analoge Funktionen ausführen.Embodiments of the invention are illustrated in the drawings and are explained in more detail in the following description. In the drawings, like reference numerals designate components that perform the same or analog functions.
Figurenlistelist of figures
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1 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Testmoduls zum Prüfen von elektrischen Leistungsschaltern zur Ansteuerung von Personenschutzmitteln in einem Kraftfahrzeug, welche mindestens ein erfindungsgemäßes FET-Relais aufweist.1 shows a schematic block diagram of an embodiment of a test module for testing electrical circuit breakers for controlling personal protection devices in a motor vehicle, which has at least one FET relay according to the invention. -
2 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Nachbildungsbaugruppe, welche mindestens ein erfindungsgemäßes FET-Relais aufweist, für das Testmodul aus1 .2 shows a schematic block diagram of an embodiment of a replica assembly having at least one inventive FET relay for thetest module 1 , -
3 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer Schalteinheit, welche mindestens ein erfindungsgemäßes FET-Relais aufweist, für die Nachbildungsbaugruppe aus2 .3 shows a schematic block diagram of an embodiment of a switching unit, which has at least one FET relay according to the invention, for thereplica assembly 2 , -
4 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Pulsgenerators für die Schalteinheit aus3 zur Erzeugung einer Ansteuerspannung für das FET-Relais.4 shows a schematic block diagram of an embodiment of a pulse generator for theswitching unit 3 for generating a drive voltage for the FET relay. -
5 zeigt ein schematisches Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines DC/DC Wandlers für die Schalteinheit aus3 zur Erzeugung einer zweiten Versorgungsspannung für das FET-Relais.5 shows a schematic block diagram of an embodiment of a DC / DC converter for theswitching unit 3 for generating a second supply voltage for the FET relay. -
6 bis11 zeigen Kennlinien von Steuerspannungsverläufen am Eingang des FET-Relais aus3 und korrespondierenden Messspannungsverläufen am Ausgang des FET-Relais aus3 .6 to11 show characteristics of control voltage curves at the input of theFET relay 3 and corresponding measuring voltage curves at the output of theFET relay 3 ,
Ausführungsformen der ErfindungEmbodiments of the invention
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Erfindungsgemäß ist ein Energiespeicher ES1 zur Energieversorgung des Ausgangstreibers
Der Optokoppler
Um einen polungsunabhängigen Anschluss einer beliebigen Lastschaltung UL an den Ausgabenschlüssen
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Wie aus
Zur Darstellung eines minimalen Widerstandswertes bzw. eines Kurzschlusses zwischen den beiden Testanschlüssen HS, LS wird eine weitere Schalteinheit
Über eine weitere Schalteinheit
Durch die verschiedenen Schalteinheiten
Wie aus
Wie aus
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können elektromechanische Relais oder Halbleiter-Relais (Solid-State-Relais) ersetzen und extrem kurze Unterbrechungen oder niederohmige Kurzschlüsse im einstelligen Mikrosekundenbereich an zu überprüfenden Steuergeräten nachbilden, welche in der LV124-Spezifikation zur Überprüfung von Personenschutzsystemen vorgeschrieben werden. Mit elektromechanischen Relais oder bekannten Halbleiter-Relais können zurzeit nur Schaltzeiten im dreistelligen Mikrosekundenbereich realisiert werden. Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ermöglichen in vorteilhafter Weise, dass die Vorgaben in der LV124 Spezifikation zum Überprüfen von Personenschutzmitteln erfüllt werden können, in welcher beispielsweise Unterbrechungen von Steuergerätepins bis in den einstelligen Mikrosekundenbereich gefordert werden. Mit Ausführungsformen des erfindungsmäßigen FET-Relais ist es möglich, Schaltzeiten unter einer Mikrosekunde zu realisieren. Durch den speziellen Aufbau ist es zudem möglich, Wechselspannungslasten zu schalten. Durch die Auswahl eines geeigneten Optokopplers, welcher die Gate-Kapazitäten der Endstufentransistoren schnell aufladen kann, ist es möglich, Ströme im zweistelligen Amperebereich mit sehr kurzen Einschaltzeiten, welche kleiner als eine Mikrosekunde sind, darzustellen. Gleichzeigt können sehr niedrige Einschaltwiderstände im Bereich von ca. 15 mΩ zur Verfügung gestellt werden. Durch die Potentialtrennung von Lastschaltung und Steuerschaltung ist es ebenso wie bei elektromechanischen Relais oder Solid-State Relais möglich, mehrere FET-Relais in beliebiger Kombination anzuordnen.Embodiments of the present invention can replace electromechanical relays or semiconductor relays (solid-state relays) and emulate extremely short interruptions or low-resistance short-circuits in the single-digit microsecond range on control devices to be checked, which are prescribed in the LV124 specification for checking personal protection systems. With electromechanical relays or known semiconductor relays, switching times in the three-digit microsecond range can currently only be achieved. Embodiments of the present invention advantageously enable the requirements in the LV124 specification for checking personal protection means to be met, in which, for example, interruptions in control unit pins are required down to the single-digit microsecond range. With embodiments of the FET relay according to the invention, it is possible to implement switching times under one microsecond. The special design also makes it possible to switch AC loads. By selecting a suitable optocoupler that can quickly charge the gate capacitors of the output stage transistors, it is possible to display currents in the two-digit amp range with very short switch-on times, which are less than one microsecond. At the same time, very low switch-on resistances in the range of approx. 15 mΩ can be made available. Due to the potential separation of the load circuit and the control circuit, just as with electromechanical relays or solid-state relays, it is possible to arrange several FET relays in any combination.
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